ADC（三）Guard ring

Guard ring 是用来隔离电路的，特别是模拟模块和数字模块，灵敏放大模块和高功率模块等。

一开始画单元模块的时候，一直在纠结需不需要画Guard ring，或者说多大的模块需要才需要画Guard ring？上学期画过简单的反相器，两个黄色的框就是Guard ring ，外边是Nwell接高电平，里边是Psub接低电平。同时Pmos外边也围了Nwell、Nmos外边也围了Psub。 小小一个反相器，要围那么多东西，这要多消耗面积啊？上学期简单的课程作业可以这么玩，现在可是要流片呀，而且这么多元件，每个都这么画，得多麻烦！那么这Nwell、Psub、Guard ring 包围电路的尺度要多大才合适呢？这个问题一直困扰了我很久。

一、摸石头过河

预期停留在想，不如先做做看，还是从最简的反相器开始，先保证功能，过DRC和LVS，然后再想办法减小面积。 这是第一版反相器，暂时没画Guarding ring。然后答疑的时候，老师说我画得太宽松，可以再紧凑一些，因此有了第二版，只要drc没有报错，就一直减小间距，这一招在后续的单元里屡试不爽，都快把间距的drc背下来了，熟练之后drc一遍过，我成了活生生的“drc”。 再给老师查看效果，老师说还可以把外面的Nwell和Psub去掉，可以参考标准单元库，下图是用标准单元库搭一个延时模块，确实没有Nwell和Psub。 于是有了反相器的第三版，但需要注意的是，去掉之后需要添加单元的body type（选中，Q，parameter，bodytie_typeR），表示衬底接VSS或VDD，不然drc会报错（不过后面总是要围Nwell或Psub的，所有暂时忽略也行） 这样操作之后，面积从最初的16um×6um缩小到8×3um，变为原来的1/4。

二、熟能生巧

有了这个技巧之后，接着画了几个基本单元：NAND、AND、真单相时钟(TSPC_RC) 中间还有个小插曲，有一个clkbuf的模块是库里提供的，但是它的栅极画得太紧凑，导致有45°的转角，这在pex提取寄生参数后仿的时候会报错，因此需要手动修改单元库的版图，先打散，然后调整。

三、柳暗花明

但何时加Guard ring的问题还是没有解决，因为所有的基本单元和模块目前都没有加ring，知道需要拼总版的时候，思路才清醒起来。看这一地鸡毛的总版，可以想象我当时内心是多么混乱。总版的好处是可以看到各个模块的相对大小，有些模块可以合在一起加ring，有些单个模块就比较大，单独加ring。

总版大概布局好位置之后，将小的模块拼紧凑一下，然后用Guard ring 围起来，看起来也不那么凌乱。图中分别标出了各个模块的作用，外部都用Guard ring 分隔开，更具整体性，这种自底向上封装，自顶向下布局让版图颇具美感。

最后会在最外面加上大大的Guard ring（图中黄色框），并在外面围一圈厚厚的VSS和VDD（图中红色框），用来隔离保护：

至此，从完成了反相器到ADC的飞跃。万丈高楼平地起，一夜暴富也意味着一夜暴穷，一点一滴的积累才是正道。